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鎂合金犧牲陽極的核心特性與分類

1. 電化學性能優勢

• 開路電位：標準鎂合金陽極電位可達 - 1.5V（vs. SCE），較鋁合金（-1.05V）和鋅合金（-0.85V）更負，能提供更強的陰極保護驅動電壓，適用于高電阻率環境。
• 理論電容量：鎂的電化當量為 2205A?h/kg，高于鋅（820A?h/kg），但低于鋁（2980A?h/kg），實際電流效率受合金成分影響較大。

• 驅動電壓：與碳鋼的電位差約 700mV（鋁合金為 550mV），在土壤、淡水等介質中更易克服電阻損耗，實現有效保護。

• 典型應用場景與選型邏輯

  1. 埋地管道與儲罐保護

  • 環境特點：土壤電阻率差異大，可能含硫酸鹽、微生物（SRB）。
  • 選型方案：
    • 低電阻率土壤（ρ＜20Ω?m）：選用 Mg-Al-Zn-Mn 系陽極（如 Mg-6Al-3Zn-0.2Mn），重量 20-40kg，搭配填包料（石膏 + 膨潤土），降低接地電阻至 5Ω 以下；
    • 高電阻率土壤（ρ≥50Ω?m）：采用高電位鎂合金（如 Mg-6Al-3Zn-0.5Ti），或增大陽極尺寸（重量 50-80kg），必要時串聯輔助陽極提升電流輸出。
  • 案例：某沙漠輸油管道（土壤 ρ=80Ω?m），選用 Φ110mm×1000mm 的高電位鎂陽極，每公里布置 12 支，配合鈦金屬連接電纜，保護電位維持在 - 0.85V 以下，使用壽命達 8 年。

  2. 淡水環境（水庫、冷卻水系統）

  • 環境特點：Cl?濃度低（＜500mg/L），易發生氧濃差腐蝕。
  • 選型要點：
    • 材料：Mg-Mn 系合金（耐淡水腐蝕），如 Mg-1.5Mn，電位 - 1.45V，在淡水中電流效率 60% 以上；
    • 形式：支架式或懸掛式陽極，安裝于冷卻水塔內壁、水庫閘門底部，間距 3-5m，避免水流沖刷導致損耗不均。

  3. 海洋工程輔助保護

  • 應用場景：海洋飛濺區（干濕交替，腐蝕劇烈）、潮差區。
  • 選型方案：
    • 材料：鎂稀土合金（如 Mg-3Al-1Zn-0.5Ce），抗鹽霧腐蝕能力強，在飛濺區電位穩定在 - 1.5V；
    • 與鋁合金陽極協同：海洋水下區（高 Cl?）以鋁合金為主，飛濺區以鎂合金補充，形成全區域保護。